En la universidad, Nolte jugaba al fútbol americano, pero tuvo que dejarlo debido a sus bajas notas.

Su primer papel protagonista en el cine sería Return to Macon County (1975), compartiendo cartel con Don Johnson.

Con la serie de televisión Hombre rico, Hombre pobre junto a Peter Strauss (encarnando al protagonista «pobre») se convirtió en estrella televisiva y «sex symbol», pero fue la película Abismo, basada en una novela de Peter Benchley, autor de Tiburón, junto a Jaqueline Bisset y Robert Shaw, el trabajo que le catapultó a la fama.

En el año 1991 fue nominado al Óscar por su papel en El príncipe de las mareas, película dirigida por Barbra Streisand.

Nolte intentó atajar el fuego y sufrió inhalación de humo, aunque no fue hospitalizado.